Game of Pong

Opdracht 1

Inleiding

In deze module gaan we een oud spel 'Pong' maken. Pong is een oud arcade-spel en je keert een hiermee een paar basis concepten van game development.

turtle

We gaan gebruik maken van de turtle module van Python.

import turtle

De turtle module in Python is een eenvoudige manier om grafische tekeningen te maken door middel van een virtuele "schildpad" die over het scherm beweegt en lijnen tekent.

De turtle-module gebruiken we om grafische objecten te maken en te verplaatsen. Het helpt ons om het speelveld, de paddle, en de bal te tekenen.

Nadat de turtle module is geïmporteerd, maken we een window (venster) voor het spel.

# Venster instellen
wn = turtle.Screen()
wn.title("Pong voor <Jouw Naam>")
wn.bgcolor("black")
wn.setup(width=800, height=600)
wn.tracer(0)

input("Press any key to continue...") # tijdelijke toevoeging t.b.v. testen

Hier maken we een venster met de titel "Pong voor<Jouw Naam>". Vervang <Jouw Naam> door jouw naam.

De achtergrondkleur is zwart en de afmetingen van het venster zijn 800 bij 600 pixels. Met wn.tracer(0) zorgen we ervoor dat het scherm alleen ververst als wij dat willen, wat handig is voor het maken van animaties.

Opdracht

Test de code.

Leg in je eigen woorden uit waarom regel 8 in de code staat. Wat heeft regel 8 te maken met testen? Wat gebeurt er als deze regel er niet in staat.

Inleveren

Korte uitleg in eigen woorden waarom regel 8 in de code staat.

Opdracht 2

In deze opdracht maken we een paddle voor de speler. De paddle is een rechthoek die de speler kan verplaatsen om de bal terug te kaatsen.

We gaan ook leren wat coördinaten zijn.

De code voor de paddle:

# Paddle
paddle = turtle.Turtle()
paddle.shape("square")
paddle.color("white")
paddle.shapesize(stretch_wid=6, stretch_len=1)
paddle.penup()
paddle.goto(0, 0)

wn.update()

Uitleg:

We maken een turtle-object genaamd paddle.
paddle.speed(0) zorgt ervoor dat de paddle direct getekend wordt zonder animatie.
paddle.shape("square") geeft de paddle de vorm van een vierkant.
paddle.color("white") maakt de paddle wit.
paddle.shapesize(stretch_wid=6, stretch_len=1) maakt de paddle rechthoekig door de breedte te stretchen.
paddle.penup() zorgt ervoor dat de paddle niet tekent als hij beweegt.
paddle.goto(0, 0) plaatst de paddle op het midden van het scherm verschijnt.
wn.update() zorgt ervoor dat het scherm wordt geüpdatet.

Coördinaten

Het scherm is verdeeld in coördinaten. Een coördinaat is (0,0) en dat is het midden van het scherm.

Het eerste cijfer wordt de x-waarde genoemd en is de horizontale positie (links-rechts).

Het tweede cijfer wordt de y-waarde genoemd en is de verticale positie (boven-beneden).

Het eerste cijfer in een cooridaat is de x-waarde en de tweede coordiaat is de y-waarde.
De x-waarde geeft de horizontale postie weer en de y-waarde geeft de vertikale positie weer.

Voorbeelden

(10,0)	x-waarde is 10 en de y-waarde is 0; 10 punten rechts van het midden.
(0,10)	10 punten boven het midden.
(-10,0)	10 punten links van het midden.
(0,-10)	10 punten onder het midden
(10,-10)	15 punten rechts en dan 10 naar beneden vanuit het midden.

Opdracht

Verander de code zodat de paddle aan de linkerkant van het scherm staat. Hiervoor moet je dus de coördinaten aanpassen.

Test je programma uit en zorg ervoor dat je een witte paddle ziet aan de linkerkant van het venster.

Inleveren

Screenshot van het scherm waarin je de paddle ziet.

Opdracht 3

We gaan ervoor zorgen dat je de paddle kan bewegen.

De paddle kan twee richtingen op: up (naar boven) en down (naar beneden).

We maken eerst twee functies die de paddel up of down kunnen bewegen.

def paddle_up():
    y = paddle.ycor()
    if y < 250:
        y += 20
    paddle.sety(y)

def paddle_down():
    y = paddle.ycor()
    if y > -240:
        y -= 20
    paddle.sety(y)

Uitleg:

paddle_up() verhoogt de y-coördinaat van de paddle met 20 als deze nog niet de bovenkant van het scherm heeft bereikt.
paddle_down() verlaagt de y-coördinaat van de paddle met 20 als deze nog niet de onderkant van het scherm heeft bereikt.

Als we deze code plaatsen dan gebeurt er nog niets. Dat komt omdat we de coördinaten wel veranderen, maar we doen geen scherm-update.

Gedurende het spel moeten we telkens een scherm update uitvoeren. Dit doen we in een loop die we voor nu even 'oneindig maken' (stopt niet vanzelf).

while True:
    wn.update()

Deze loop wordt ook wel de game loop genoemd.

De game-loop is het programma-onderdeel dat steeds controleert of er iets gebeurt en tekent telkens een nieuw scherm tekent.

Opdracht

Test je spel uit en als het goed is, kan je de paddel bewegen.

Tip: Omdat de code nu een game-loop heeft, zal je deze moeten onderbreken met een CTRL-C in de command prompt waar je het spel hebt gestart.

Inleveren

De gehele werkende code (.py) tot nu toe.

Opdracht 4

Om te beginnen maken we een bal, op eenzelfde manier als we de paddle hebben gemaakt.

Deze code staat boven de game-loop.

# Bal
ball = turtle.Turtle()
ball.shape("square")
ball.color("white")
ball.penup()
ball.goto(0, 0)
ball.dx = 0.2
ball.dy = -0.2

Uitleg:

ball = turtle.Turtle(): Maakt een nieuw turtle-object genaamd ball.
ball.speed(1): Stelt de animatiesnelheid van de bal in.
ball.shape("square"): Geeft de bal de vorm van een vierkant.
ball.color("white"): Maakt de bal wit.
ball.penup(): Voorkomt dat de bal lijnen tekent tijdens beweging.
ball.goto(0, 0): Plaatst de bal in het midden van het scherm.
ball.dx = 0.2: Stelt de horizontale snelheid van de bal in.
ball.dy = -0.2: Stelt de verticale snelheid van de bal in.

Test

Test je code uit. Als het goed is zie je een stilstaande bal in het midden van het scherm.

Beweging

Waarom beweegt de bal niet??

Dat komt omdat de coördinatoren van de bal niet worden aangepast.

In de game-loop, voor het updaten van het scherm, gaan we dit doen met deze code.

# Beweeg de bal
ball.setx(ball.xcor() + ball.dx)
ball.sety(ball.ycor() + ball.dy)

Uitleg:

ball.setx(ball.xcor() + ball.dx): Verplaatst de bal horizontaal door de huidige x-coördinaat te verhogen met ball.dx.
ball.sety(ball.ycor() + ball.dy): Verplaatst de bal verticaal door de huidige y-coördinaat te verhogen met ball.dy.

Test

Test je code uit. Je ziet nu een bewegende bal, die vrij snel het beeld uit verdwijnt.

Opdracht

Leg in eigen woorden uit waarom de bal uit het scherm verdwijnt.

Inleveren

Korte uitleg waarom de bal van het scherm verdwijnt in eigen woorden.

Opdracht 5

Je weet nu dus waarom de bal van het scherm verdwijnt?

De vraag is nu: wat doen we eraan?

Het punt is dat als de bal de randen van ons scherm nadert de bal terug moet 'stuiteren'.

Dat betekent dat we moeten detecteren wanneer de bal de randen bereikt en dat we dan de richting van de bal moeten veranderen.

Laten we proberen te detecteren als de bal de rand raakt en als dat zo is dan veranderen we de richting.

Daarvoor plaatsen we deze code in de game-loop.

# detecteer randen van het scherm
if (ball.xcor() > 200 or ball.xcor() < -200 ):
   ball.dx *= -1
if (ball.ycor() > 200 or ball.ycor() < -200 ):
   ball.dy *= -1

De ball.dx en ball.dy geven de snelheid in horizontalen- en verticale richting aan.

Er staat dus: als de x-coördinaat van de bal groter dan of kleiner dan een bepaalde waarde is, vermenigvuldig dan de horizontale snelheid met -1. Stel de snelheid is 1 dat wordt deze dan -1 en stel de snelheid is -1 dan wordt die 1. Dus als de snelheid naar rechts is, dan gaat die naar links en andersom.

Hetzelfde gebeurt met de y-coördinaat.

Test

Test je code uit. Je ziet nu een bewegende bal, die terug stuitert, maar niet precies bij de randen van het scherm.

Taak 1

Pas de code aan zodat de bal werkelijk aan de rand van het scherm terug 'stuitert'. Pas hiervoor de coördinaten in de code aan.

Taak 2

Zorg ervoor dat de bal aan alle kanten van het scherm terug stuitert, maar niet als die aan de linkerkant komt.

Dus de bal stuitert terug als die aan de onder-, boven of rechterkant komt, maar niet als die aan de linkerkant komt.

Inleveren

De aangepaste volledige code tot nu toe.

Opdracht 6

De bel verdwijnt nu als die aan de linkerkant van het scherm komt. Dat is goed, behalve als daar de paddle staat. We moeten dus code maken in de game-loop die detecteert of de ball en de paddle elkaar raken.

# Detecteer botsing met paddle
if (ball.dx < 0 and ball.xcor() < -360): # ball beweegt naar links en zit bij de linker zijkant.
    if (paddle.ycor() - 60 < ball.ycor() < paddle.ycor() + 60): # bal 'raakt' de bal
        ball.dx *= -1 # beweeg de bal de andere kant uit (horizontaal)
        ball.dy *= -1 # beweeg de bal de andere kant uit (verticaal)
    else:
        ball.dx = 0 
        ball.dy = 0

Uitleg:

ball.dx < 0: Controleert of de bal naar links beweegt.
ball.xcor() < -360: Controleert of de bal bij/over de linker zijlijn is..
paddle.ycor() - 60 < ball.ycor() < paddle.ycor() + 60: Controleert of de bal binnen het bereik van de paddle is. De paddle was size 6. Dit betekent 6 eenheden en in de turtle library is 1 eeheid 20 pixels. De paddle is dus 6*20 = 120 pixels hoog. Vanuit het midden gezien is dat dus 60 pixels omhoog en 60 pixels omlaag.
ball.dx *= -1: Verandert de richting van de bal horizontaal.
ball.dx *= 0 en ball.dy *= 0: Zet de bal stil. De horizontale- en verticale snelheid wordt 0.

Test

Test je code uit. Op zich moet het spel nu werken. De bal verdwijnt als je hem mist maar als je de bal raakt met de paddle dan stuitert de bal terug.

Opdracht

xxx

Inleveren

Jouw gehele code.

Opdracht 7

Weg hebben al een variabele score. Deze gaan we op het scherm plaatsen.

Om de score bij te houden en op het scherm te tonen maken we een nieuw turtle object.

# Score variabele
score = 0

# Pen om de score weer te geven
pen = turtle.Turtle()
pen.speed(0)
pen.color("white")
pen.penup()
pen.hideturtle()
pen.goto(0, 260)
pen.write("Score: 0", align="center", font=("Courier", 24, "normal"))

def update_score():
    pen.clear()
    pen.write("Score: {}".format(score), align="center", font=("Courier", 24, "normal"))

We hebben nu een 'lege score', om die te vullen maken we een functie.

def update_score():
    pen.clear()
    pen.write("Score: {}".format(score), align="center", font=("Courier", 24, "normal"))

Nu moet de score worden opgehoogd telkens als je met de paddle de bal raakt. De score hogen we met de volgende code één op.

score += 1  # Verhoog de score
update_score()  # Werk de score weergave bij

Nogmaals de score moet worden opgehoogd als de bal de paddle raakt. Bedenk dus zelf waar de code moet staan.

Opdracht 8

Telkens als het spel stop omdat je de bal niet hebt geraakt me de paddle, stop het spel.Het spel stopt door de bal stil te zetten. De x- en y-snelheid wordt op 0 gezet.

Dit gaan we aanpassen. Je begint met drie levens en telkens als je de bal mist, stopt het spel voor 3 seconden. Als je nog genoeg levens hebt, zal het spel na 2 seconden weer verder gaan. De bal vernadert van ricthing (terug naar recht) en de snelheid wordt weer op 1 gezet.

Als je levens op zijn dan stopt het spel en wordt er in het midden van het scherm 'Game Over' getoond.

Opdracht 9

Na elke 3 punten wordt de snelheid aangepast.

Wat we nu gaan inbouwen is dat na elke 5 punten je een extra leven krijg en de paddle wordt smaller.

Als we de paddle smaller maken dan moeten we twee dingen aanpassen de paddle zelf en de code waarmee we de botsing detecteren. De paddel mag nooit kleiner worden dan 3 (60 pixels).

Opdracht 10

Vraag in de klas (op school) of je de bijbehorende quiz mag maken. De quiz bevat 10 vragen over Python en over deze module.

Je moet een score van 70% of hoger halen.

Inleveren

Schermafdruk met een uitslag van 70% og hoger.